Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Приливные явления в устьях рек и их роль в смешении речных и морских вод 9
Глава 2. Особенности формирования гидрохимического режима приливных устьев рек 25
Глава 3. Краткий обзор состояния исследований химического состава приливных устьев рек численными методами 46
Глава 4. Методы расчетов и прогнозирования гидрохимических характеристик устьев рек приливного моря 53
4.1. Определение режимных гидрохимических характеристик приливных устьев рек 54
4.2. Методы прогнозирования химического состава устьевых вод 80
4.2.1. Общие аспекты проблемы гидрохимического прогнозирования в приложении к приливным устьям рек 80
4.2.2. Эмпирические методы 100
4.2.3. Гидродинамические методы 145
4.2.4. Балансовые методы 167
Глава 5. Использование расчетных методов для оценки химического состава вод приливных устьев рек при решении прикладных задач 175
5.1. Забор устьевых вод для различных целей 176
5.2. Сброс сточных вод 198
5.3. Оценка влияния гидротехнических сооружений 208
5.4. Оценка последствий аварийного сброса загрязняющих веществ 218
5.5. Решение задач промысловой океанологии 232
Глава 6. Научно-методические аспекты организации и функционирования гидрохимического мониторинга в устьях рек приливных морей 239
Заключение . 253
Список использованной литературы 256
Приложение 268
- Приливные явления в устьях рек и их роль в смешении речных и морских вод
- Особенности формирования гидрохимического режима приливных устьев рек
- Краткий обзор состояния исследований химического состава приливных устьев рек численными методами
- Методы прогнозирования химического состава устьевых вод
Введение к работе
Устьевые области рек приливных морей относятся к водным объектам с наиболее сложными гидролого-гидрохимическими условиями. Здесь пространственно-временная изменчивость многих гидрохимических показателей может на 1-2 порядка превышать их колебания в чисто речных или чисто морских водах. Подобная ситуация, в основном, связана с воздействием приливных явлений на фронтальные разделы между водами различного генезиса, в частности, между пресными и солеными водами. С другой стороны, устья рек обычно служат местами концентрации населения, промышленных, гидротехнических и сельскохозяйственных объектов, а также зонами интенсивного использования водных, биологических и рекреационных ресурсов Все это обуславливает значительную сложность процессов формирования качества устьевых вод, что, в свою очередь, вызывает большие затруднения при оценке их состояния для решения задач оптимизации хозяйственного использования и сохранения экологической безопасности.
К сожалению, следует констатировать отсутствие в нашей стране научно обоснованной методической базы, позволяющей получать эффективные результаты при проведении различного рода теоретических и прикладных расчетов режимных, прогнозных и других гидрохимических характеристик рассматриваемых водных объектов Это во многом обусловлено отсутствием серьезных исследований воздействия приливных явлений на гидрохимические процессы Имеющиеся методики для зон смешения речных и морских вод, в силу исторических особенностей развития России (СССР), были адаптированы главным образом к условиям неприливных морей (Балтийского, Черного, Азовского, Каспийского). Их применение для приливных устьев рек часто дает некорректные результаты. Это во многом обусловлено принципиальными различиями в масштабах пространственно временной изменчивости природных условий приливных и неприливных морей За рубежом, особенно в странах
4 Западной Европы, США, Австралии и Японии данной проблеме уделяется большое внимание, учитывая значительную урбанизированность их морских побережий. Но при этом используемые методы численных оценок в основном базируются на гидродинамических моделях, разработанных в 60-70-е годы двадцатого столетия и осовремененных за счет применения компьютерных технологий. Следует также отметить отсутствие для решения ряда экологических задач каких-либо методических приемов, учитывающих специфику приливных явлений.
В последнее время резко повысились возможности проведения детальных натурных исследований поверхностных вод за счет использования автоматизированных систем и портативного измерительного оборудования. Это, в свою очередь, открывает широкие перспективы для разработки и практической реализации разнообразных эмпирических моделей на основе статистического анализа натурных данных. Но для решения различных задач в рамках рассматриваемой проблемы необходимо осуществить выбор наиболее оптимальных расчетных алгоритмов, учитывающих особенности гидрохимического режима приливных устьев рек.
Интенсификация освоения в последние годы северных и дальневосточных морей Российской Федерации, где наблюдаются приливы, требует значительного увеличения объема информации об их природных условиях и реакции водных экосистем на техногенное воздействие. Особенно остро данный вопрос стоит для устьев рек Белого и Баренцева морей в связи с широкомасштабным развитием в Баренц-регионе хозяйственной деятельности по разведке, добыче, переработке углеводородного сырья, полиметаллических руд, алмазов, с повышением объемов производства в лесной и лесохимической промышленности и формированием новых транспортных коммуникаций. Все это влечет за собой значительное увеличение использования водных ресурсов приливных устьев рек и порождает различные негативные эффекты для
5
их экосистем. Для решения проблемы охраны и рационального
использования устьевых вод крайне необходимо особое внимание уделить методическим аспектам расчетов и прогнозирования гидрохимических характеристик, учитывающих специфику их природных условий.
Диссертационная работа направлена на решение данной проблемы, и ее целью являются исследования особенностей гидрохимических процессов в устьях рек приливных морей, а также разработка методов расчета и прогнозирования параметров химического состава вод подобных водных объектов, в том числе ориентированных на решение водохозяйственных и экологических проблем.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
выявить специфику формирования химического состава вод разнотипных приливных устьев рек под влиянием различных факторов, включая антропогенное воздействие;
провести анализ существующих методов расчета и прогнозирования гидрохимических характеристик устьевых зон;
подготовить научно-методическое обоснование гидрохимического прогнозирования с учетом специфики рассматриваемых водных объектов и практического использования прогнозной информации,
провести модификацию существующих методов и разработать новые подходы для численной оценки химического состава вод устьев рек приливных морей;
предложить модели (расчетные схемы) для конкретных видов водопользования, хозяйственной и иной деятельности в приливных устьях рек и алгоритмы их практической реализации;
дать научно-методическое обоснование гидрохимического мониторинга состояния вод устьев рек приливных морей.
Для их решения привлекались результаты полевых наблюдений, проведенных автором в устьях больших, средних и малых рек Белого и
Баренцева морей, в период его работы в Северном УГМС, ИВП РАН и Северном отделении ПИНРО в 1981- 2002 годах, информация, полученная при экспериментировании с различными расчетными методами и математическими моделями, а также анализ публикаций по рассматриваемой теме.
В диссертационной работе на защиту выносятся следующие положения:
закономерности процессов формирования химического состава вод в устьях рек приливных морей во взаимодействии с определяющими их факторами на примере Белого и Баренцева морей;
методология определения режимных гидрохимических характеристик, учитывающая специфику устьев рек приливных морей;
научно-методическое обоснование методов прогнозирования гидрохимических показателей, адаптированных для приливных устьев рек;
методы решения конкретных прикладных задач для разнотипных устьевых областей рек приливного моря, связанных с необходимостью оценки химического состава устьевых вод;
научно-методическое обоснование мониторинга качества поверхностных вод в устьях рек приливных морей и рекомендации конкретных схем его проведения
Впервые выполнен анализ особенностей формирования химического состава вод устьев рек приливных морей на основе изучения влияния приливных эффектов. Показано наличие полипериодичности в изменчивости гидрохимических характеристик и ее связь с природными и техногенными факторами. Выявлено наличие доминирующих колебаний в различных масштабах изменений (приливных, синоптических, сезонных) исследуемых параметров. Определена специфика гидрохимических режимов устьев рек с различной величиной прилива Впервые установлен
7 эллипсообразный характер связи гидрохимических показателей с приливными изменениями уровня воды.
Предложены методы для расчета режимных и фоновых гидрохимических характеристик приливных эстуариев. Их принципиальная новизна состоит в применении робастных подходов и учете приливной изменчивости исследуемых показателей.
Исходя из специфики гидрохимических прогнозов в приливных устьях рек, предложена их новая классификация с учетом подходов, применяемых при составлении морских гидрологических и речных гидрохимических прогнозов. Показана возможность проведения прогнозных расчетов с использованием различных методов, которые в общем случае можно свести к одномерной регрессионной модели. Разработан новый вид одномерной регрессионной модели на основе интервальных медиан, позволяющей проводить расчеты при любом распределении регрессионных остатков, что, в частности, не позволяет классический метод наименьших квадратов. К новому направлению можно отнести предложение применять регрессионные модели, учитывающие связь гидрохимических параметров с приливными колебаниями уровня воды. Их целесообразно применять для прогнозирования с применением навигационного пособия Таблицы приливов, в которых дается предсказание величины прилива на год вперед.
Разработан новый подход к определению коэффициента дисперсии для одномерных моделей переноса примеси в приливном водотоке.
Впервые предложены эмпирический метод разработки нормативов
ПДС и мониторинговый метод оценки техногенного влияния
гидротехнических сооружений, учитывающие особенности
гидрохимических процессов в приливных устьях рек. Даны новые рекомендации по проведению проектных изысканий в подобных водных объектах. Предложены новые научно-методические принципы
8 организации мониторинга качества устьевых вод, принимающие во внимание наличие приливных явлений
Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и приложения. В первой главе дается классификация устьев рек и приливных явлений, рассматривается механизм смешения речных и морских вод при различных величинах прилива с учетом геоморфологических особенностей устьевых водотоков и водоемов. Во второй главе раскрывается специфика формирования гидрохимического режима приливных устьев рек, в третьей главе приведен краткий обзор состояния исследований гидрохимии устьев рек приливных морей. Четвертая глава посвящена научно-методическому обоснованию процедур расчета режимных и прогнозных гидрохимических характеристик в приложении к приливных устьям рек. В пятой главе предлагаются наиболее оптимальные подходы для решения прикладных задач, связанных с использованием устьевых водных ресурсов, и в шестой главе дается научно-методическое обоснование организации мониторинга химического состава вод рассматриваемых водных объектов.
Разработанные методы расчетов и прогнозирования гидрохимических характеристик для устьев рек приливных морей дают возможность решать широкий круг прикладных водохозяйственных и экологических задач. В работе приводится ряд примеров подобных решений для конкретных устьев рек Белого и Баренцева морей.
Приливные явления в устьях рек и их роль в смешении речных и морских вод
К настоящему времени в гидрологической литературе сформировалось следующее определение устьевой области реки применительно к прибрежной зоне моря [1] Устьевая область реки (устье реки) — это особый географический объект, охватывающий район впадения реки в море, обладающий специфическим строением, ландшафтом и режимом и формирующийся под воздействием устьевых процессов динсичического взаимодействия и смешения вод реки и моря, отложения и переотложения речных и частично морских наносов, приводящих к образованию конуса выноса, а нередко и дельты В зарубежной литературе, а также многими отечественными исследователями, особенно экологами, в качестве синонима данного термина чаще всего применяется определение эстуарий {estuary). В нашей стране этому определению с гидрологических позиций придается более узкое толкование как воронкообразного устья реки (полузакрытого устьевого взморья реки). Следует отметить, что за рубежом термин эстуарные воды обычно применяют лишь к зоне смешения речных и морских вод Для освещения гидрохимического режима подобной зоны в устьевой области такой термин является весьма удобным, т к определение устьевые воды включают в себя и чисто речные воды в пределах участков, на гидрологию которых море может оказывать существенное влияние. В отечественной научной литературе, посвященной исследованиям гидрохимии и биологии устьев рек, термин эстуарий очень часто применяется к разнотипным водным объектам без учета особенностей их геоморфологии. По мнению автора, это не совсем корректно, особенно в отношении многорукавных дельт.
Устьевые области рек, впадающих в моря, являются водными объектами с весьма сложными природными условиями. Здесь локализуются фронтальные зоны, генерируемые разнонаправленными потоками энергии и массы со стороны суши и стороны моря. Во многих случаях устья рек могут служить интегральными показателями разнообразных процессов, происходящих на обширной площади речного водосбора и на примыкающей морской акватории. С другой стороны, подобные объекты представляют собой один из активнейших центров химических превращений в водных экосистемах [3]. Это накладывает определенную специфику на хозяйственное использование водных ресурсов в подобных районах.
Взаимодействие речных и морских вод, в свою очередь, приобретает еще более сложный характер при наличии четко выраженных приливных явлений, имеющих различные временные масштабы - от нескольких часов до нескольких десятков лет.
Индикатором приливных явлений в водных объектах обычно служат соответствующие изменения уровня воды. Моменты наступления его экстремумов обозначают терминами полная вода (время фиксации наивысшего уровня) и малая вода (время фиксации наинизшего уровня). Максимальная величина прилива может достигать 16 метров (залив Фанди в Канаде). Приливные колебания уровня моря связаны с влиянием астрономических факторов и формируются под действием Луны, Солнца и планет солнечной системы. Луна обращается вокруг Земли за 28 суток, а система Земля-Луна обращается вокруг Солнца за 365,2 суток. Траектории Луны вокруг Земли и Земли вокруг Солнца являются эллиптическими, следовательно, сила притяжения за период обращения проходит через максимум и минимум.
Особенности формирования гидрохимического режима приливных устьев рек
Характерной чертой гидрохимического режима устьевых областей рек приливных морей является большая пространственно-временная изменчивость многих его показателей. На таких водных объектах она может на 1-2 порядка и более превышать их колебания в чисто речных или чисто морских водах (табл. 2.1). Подобную изменчивость может резко усиливать или, наоборот, ослаблять техногенное воздействие, в частности, сброс сточных вод, или дноуглубительные работы.
Химический состав вод в устьевых областях рек формируется под воздействием 4-х основных факторов: речного стока, морских вод, климатических условий и антропогенного влияния, взаимодействие которых во многом определяет геоморфология устьевых водотоков и водоемов. Эти факторы, в свою очередь, регулируют гидробиологические процессы, играющих значительную роль в изменчивости гидрохимических характеристик устьевых вод в вегетационный период. Здесь необходимо учитывать масштаб воздействия данных факторов, который условно можно подразделить на две категории - региональный и локальный Региональный масштаб воздействия на качество эстуарных вод охватывает всю устьевую область реки и зависит от ее стока, гидрологический условий моря и метеорологических условий. Локальный масштаб воздействия на 1- 3 порядка слабее регионального и зависит от таких факторов, как техногенное загрязнение, сток боковых притоков реки в пределах устьевой зоны и особенности гидробиологических процессов. В некоторых устьях рек к ним необходимо добавить приток подземных вод в меженных условиях.
В реальных условиях колебания во времени гидрохимических показателей в приливных устьях рек часто бывают далеки от правильных гармонических изменений. Это обусловлено наличием сложного спектра приливных и иных возмущений с различными периодами и фазами воздействия (табл.2.2) и геоморфологическими особенностями устьевого водотока. Полусуточный Периодический Суточный Периодический Полумесячный Периодический Месячный Периодический Долгопериодные циклы (6, 19 лети тд) Периодический Имеют очень малую амплитуду Климатический Синоптический (3-30 суток) Случайный Сезонный Квазипериодический Годовой Периодический Многолетние циклы Квазипериодический Наиболее известны - 2, 11 и 100 летние циклы Биологический Суточный Квазипериодический Только ввегетационныйпериод Сезонный Квазипериодический Техногенный Разнопериодный (часы - годы) От случайного до квазипериодического Наибольшие искажения в короткопериодные колебания состава устьевых вод вносят сгонно-нагонные явления, вызываемые штормовыми ветрами По масштабам своего воздействия они часто совпадают с приливными эффектами, причем наложение нагонов (сгонов) на прилив часто носит нелинейный характер. Следует заметить, что прослеживается следующая закономерность - чем больше величина прилива и пространственный градиент растворенной примеси, тем больше ее изменения напоминают гармонический процесс. Подобная ситуация наиболее характерна для минерализации, главных ионов, реже биогенных солей.
Примеры наложения на приливную изменчивость гидрохимического показателя возмущений различного происхождения приведены на рис.2.1-2.2. На первом рисунке показаны данные наблюдений в протоке Кузнечихе в устьевой области р. Северной Двины 11-26 апреля 1988 года.
На втором рисунке показана изменчивость насыщения вод кислородом в устье реки Кеми, полученная при наблюдениях с дискретностью 1 час в течение 3-х суток в летний период 1988 года. На нем шкала изменения времени с делениями, равными 1 часу, начинается от условного нуля. Из рисунка 2.2. видно, что на короткопериодную изменчивость кислородонасыщения устьевых вод, генерируемую полусуточными приливными и суточными "солнечными" циклами, наложилось техногенное воздействие импульсного характера. Оно связано с выносом обедненных кислородом вод из сортировочного бассейна Кемского лесозавода на сизигийном приливе.
Постоянный сброс сточных вод также приводит к появлению квазигармонической изменчивости концентраций тех веществ, содержание которых в стоках и устьевых водах сильно отличается. В отличие от колебаний качества воды, связанных с движением фронтального раздела между пресными и солеными водами эффект от сброса сточных вод имеет чисто локальный характер. Он, как правило, хорошо прослеживается на удалении не более 1-3 км от точки выпуска стоков. При сбросе сточных вод в зоне приливных течений изменчивость содержания загрязняющих веществ на створах ниже и выше их выпуска имеет "зеркальный" характер. На первом створе максимум загрязнения устьевых вод отмечается в малую воду, на втором — в полную воду приливного цикла.
Вышесказанное можно продемонстрировать на примере сброса сточных вод в устьевой области Северной Двины. На рисунке 2.3 показана короткопериодная изменчивость кислорода в дельте реки в протоке Кузнечихе ниже сброса стоков Соломбальского ЦБК и в Мурманском рукаве на участке, удаленном от техногенного воздействия. Хорошо видно, что сброс сточных вод приводит к появлению очень значительного дефицита кислорода в малую воду, тогда как на полной воде приливного цикла ситуация выглядит вполне благополучно. На "чистом" участке дельты приливная изменчивость насыщения вод кислородом не наблюдается.
Для многих веществ в зоне смешения речных и морских вод пространственно - временная изменчивость сильно усложняется из-за гидродинамических и физико-химических процессов, присущих рассматриваемым водным объектам. В приливных устьях рек на пике скоростей приливных и отливных течений часто наблюдается взмучивание донных отложений, сопровождающееся периодическим появлением повышенного содержания взвесей и соответствующими изменениями обменных гидрохимических процессов на границе раздела сред вода-донные отложения и вода-взвеси. Ритмика подобных процессов адаптирована к доминирующим гармоникам приливных течений. Однако следует заметить, что для них при полусуточном приливе обычно фиксируются не два, как для растворенных примесей, а четыре локальных экстремума.
Краткий обзор состояния исследований химического состава приливных устьев рек численными методами
Исследованиям химического состава и состояния загрязненности эстуарных вод в Российской Федерации и ранее в СССР уделялось крайне мало внимания по сравнению с речными водами и водами открытых морских акваторий. При этом специфика формирования гидрохимических характеристик приливных устьев рек практически не затрагивалась, а основной упор делался на изучение устьевых вод бесприливных морей (Балтийского, Черного, Азовского и Каспийского). За рубежом в развитых странах для исследований качества эстуарных вод прилагаются значительные усилия. В отличие от России там существует довольно большое количество специализированных научно-исследовательских учреждений и научных журналов, чья деятельность ориентирована на решение рассматриваемой проблемы.
Объективную оценку состояния изученности качества вод приливных устьев рек можно получить на основе анализа научной литературы. Следует отметить, что вопросы, связанные с исследованиями устьевых вод, в отечественных публикациях освещаются достаточно часто, но при этом явно доминируют гидрологическая и геоморфологическая тематика. Из наиболее ранних и крупных работ по данному профилю следует выделить монографию Самойлова И.В. [2], вышедшую в 1952 году, и монографию Симонова А.Щ12], опубликованную в 1969 году. Правда в первой книге гидрохимический режим устьевых вод, практически не рассматривается, если не считать аспектов, связанных с их солевым составом. Вторая книга является специализированным изданием, в котором впервые в отечественной литературе обобщены и проанализированы сведения по гидрохимии устьев рек, а также приводятся методы расчета некоторых показателей. К сожалению, это касалось лишь устьевых систем неприливных морей СССР В работе Симонова А.И. [12] рассматриваются численные методы оценки трансформации солевого состава зон смешения речных и морских вод, распределения биогенных веществ на основе их связи с соленостью и временной короткопериодной изменчивости кислорода. Данные подходы при их определенной адаптации можно использовать и для исследований гидрохимического режима приливных устьев рек.
В 60-80-х годах двадцатого столетия в СССР вышло более десятка монографий, посвященных описанию конкретных устьев рек различных морей, в том числе связанных с изучением химического состава устьевых вод. При этом для оценки гидрохимических процессов применялись иногда и численные подходы. Однако лишь одна из подобных монографий имела отношение к устьевым объектам приливного моря, а именно - "Гидрология устьевой области Северной Двины " [16]. В данной монографии химический состав устьевых вод рассмотрен в очень сжатой форме, без учета приливных явлений. Исключение составил анализ приливной изменчивости солености устьевых вод при фиксации ее большой амплитуды и сложного характера пространственно- временных колебаний.
Следует указать на отсутствие до настоящего времени фундаментальных монографий по описанию природных условий устьев рек с мезо - и макроприливными условиями для территории России, которые играют важную роль в жизни ее северо-западного и восточных регионов. Частично этот пробел восполнен в работе [1], но в ней информация по подобным устьям рек дана в сжатой форме и ориентирована преимущественно на анализ гидрологических параметров.
Резкое усиление в СССР во второй половине 70-х в начале 80-х годов прошлого столетия интереса к проблемам загрязнения окружающей среды, повлекло за собой в последующие годы значительное увеличение гидрохимических исследований устьевых вод, в том числе в приливных морях. Такие наблюдения под руководством Госкомгидромета СССР проводились в рамках Общегосударственной системы наблюдений и контроля за состоянием окружающей среды (ОГСНК). К настоящему времени накоплен большой массив разнообразной информации по их солевому и газовому составу, величинам рН и БГПС,, биогенным соединениям, фенолам, детергентам, нефтепродуктам (для некоторых устьев рек - по тяжелым металлам и пестицидам). К сожалению, ряд обстоятельств, в первую очередь, наложение ограничительного грифа на подобные данные, привел к тому, что их научный анализ и обобщение не получили должного развития. С другой стороны, отсутствие методик, учитывающих влияние приливных явлений, обусловило значительное понижение информативности статистических сведений, приводимых в закрытых изданиях, где ежегодно обобщались наблюдения за загрязнением устьевых вод приливных морей. В данной ситуации имеющиеся оценки по качеству вод устьев рек приливного моря касались только сезонной, междугодовой и многолетней динамики в изменении уровня их загрязнения. Однако такой подход при малой частоте наблюдений или отсутствии их адаптации к приливной специфике может давать не корректную информацию о качестве устьевых вод. Действительно, если посмотреть на рис.2.2, то можно увидеть, что при проведении отбора проб воды на контрольном створе 1 раз в летнюю межень случайно выбранный для этой цели срок может дать противоречивые результаты. В 90-х годах прошлого века из-за осложнений финансового характера систематический контроль за качеством устьевых вод в Российской Федерации сильно ослаб или практически прекратил свое существование. Тем не менее, в устьях наиболее крупных рек подобные наблюдения, хотя и в сильно урезанном состоянии, продолжаются и пополняют многолетние мониторинговые наблюдения ценной информацией.
Методы прогнозирования химического состава устьевых вод
В настоящее время отсутствуют какие-либо устоявшиеся взгляды на методологию прогнозирования химического состава поверхностных вод. Методические документы (пособия), посвященные прогнозированию параметров гидрологии вод суши и морей, практически не затрагивают возможность их применения для предсказания гидрохимических характеристик. Относительно ясная картина по данной проблеме существует лишь для речных вод, благодаря соответствующим исследованиям Гидрохимического института (ГХИ) [24,54].
Для морских акваторий и устьев рек системные исследования по методологии гидрохимического прогнозирования практически не проводились, хотя термин "прогноз" широко используется при расчетах показателей качества морских вод, связанных со сбросом сточных вод и аварийными поступлениям загрязняющих веществ в водные объекты. Эти расчеты, как правило, базируются на адвективно-диффузионных уравнениях переноса примеси и игнорируют решение вопросов, обязательных для процедуры прогнозирования, в первую очередь, определение ошибки прогноза. В итоге возникает неопределенность с возможностью практического использования результатов вышеупомянутых расчетов. В условиях отсутствия какой-либо (альтернативной) информации такое "прогнозирование" гидрохимических характеристик в любом случае будет полезным, позволяя получить хотя бы качественную картину исследуемых процессов При этом необходимо учитывать, что последнюю часто можно получить с помощью упрощенных расчетных схем, не затрачивая значительных усилий на разработку сложных моделей Следует отметить, что в период существования СССР разрабатывались методы расчетов изменения солености (минерализации) вод опресняемых морских заливов, а также Каспийского, Азовского и Аральского морей в целом, при колебаниях речного стока, в том числе при его территориальном перераспределении [12, 19]. Разработанные при этом подходы, опирающиеся преимущественно на уравнение баланса вещества, можно использовать и при прогнозировании ряда гидрохимических характеристик. Основным недостатком их практического применения является отсутствие оценок параметров прогноза (точности, ошибок, оправдываемости и т.п.).
В сложившейся ситуации для устьев рек приливного моря целесообразно сделать попытку адаптации к их условиям существующей методологии гидрохимических прогнозов для речных вод с учетом подходов, практикуемых при составлении морских гидрологических прогнозов.
В монографии "Рабочая книга по прогнозированию" [68] указывается, что под прогнозом следует понимать научно обоснованное суждение о возможных состояниях объекта в будущем и (или) альтернативных путях и сроках их осуществления, под прогнозированием - прогресс разработки прогнозов, под методом прогнозирования - способ исследования объекта прогнозирования, направленный на разработку прогнозов В данной монографии по срокам прогнозирования прогнозы предлагается подразделять на оперативный - прогноз с заблаговременностью до 1 месяца; краткосрочный - от 1 месяца до 1 года; среднесрочный - от 1 года до 5 лет, долгосрочный - от 5 до 15 лет; дальнесрочный - свыше 15 лет.
Эти понятия были использованы в "Гидрохимическом словаре" [51], где дается следующее понятие прогноза химического состава природных вод -научно обоснованное суждение (предвидение) о возможных изменениях химического состава природных вод в будущем и (или) об альтернативных путях и сроках осуществления этих изменений на основе имеющейся гидрохимической информации и закономерностей формирования химического состава под воздействием на водные объекты физико 82 географических условий и антропогенного фактора. В "Справочнике по гидрохимии" [54] под прогнозом понимается вероятностное суждение о состоянии объекта (процесса или явления) в определенный момент времени в будущем и альтернативных путях достижения результатов, под прогнозированием - процесс, направленный на разработку прогнозов изменения состояния объекта (прогресса или явления) на основе анализа тенденций его развития с 1}елъю активного воздействия на ход предстоящего изменения В нем указывается, что по заблаговременности прогнозы подразделяются на оперативный - прогноз с заблаговременностью до 3-х месяцев; краткосрочные - до 1 года; среднесрочный - от 1 года до 5 лет; долгосрочный - от 5 до 20 лет; далънесрочный - свыше 20 лет
Два вышеупомянутых справочных пособия [51,54], несмотря на их подготовку в одном и том же институте (ГХИ) и небольшую разницу в сроках издания (один год), дают различную трактовку гидрохимического прогноза и его классификации по срокам прогнозирования.
Согласно справочнику [54] для гидрохимического прогнозирования используют три следующих способа моделирования: 1) составление и применение уравнений баланса вещества, когда за основу берут гарантированные значения отдельных параметров и эмпирических коэффициентов; 2) поиски и применение прямых и косвенных статистических связей концентраций исследуемых веществ с теми из гидрологических параметров, по которым составляются и могут составляться прогнозы с заблаговременностью несколько суток, месяц, сезон; 3) комбинированное применение вышеуказанных способов моделирования. Уравнение баланса вещества рекомендуется применять для прогнозов неблагоприятного изменения химического состава воды водотоков различной заблаговременности при вводе в действие мощных выпусков сточных вод, явной угрозе аварийного сброса сточных вод и состоявшемся
